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第十五章《功和机械能》复习提纲
一、功：
1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离.
2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直.
巩固：☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功.（原因是足球靠惯性飞出）.
3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积. 公式：W=FS
4、功的单位：焦耳,1J= 1N•m . 把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J .
5、应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应.③ 功的单位“焦”（牛•米 = 焦）,不要和力和力臂的乘积（牛•米,不能写成“焦”）单位搞混.
二、功的原理：
1、内容：使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功.
2、说明： （请注意理想情况功的原理可以如何表述?）
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用.
②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的.
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便.
④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时,人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）
3、应用：斜面
①理想斜面：斜面光滑
②理想斜面遵从功的原理；
③理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面长；G：物重；h：斜面高度.
如果斜面与物体间的摩擦为f ,则：FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh .三、机械效率：
1、有用功：定义：对人们有用的功.
　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：W有用= Gh
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额=f L
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η
斜面：W总= fL+Gh=FL
4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值.
② 公式：

斜 面：
定滑轮：

动滑轮：

滑轮组
③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 .通常用 百分数 表示.某滑轮机械效率为60%表 示有用功占总功的60% .
④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦.
5、机械效率的测量：
① 原 理：
②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计.
④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的：保证测力计示数大小不变.
⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多.
B提升重物越重,做的有用功相对就多.
C 摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多.
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.
四、功率：
1、定义：单位时间里完成的功
2、物理意义：表示做功快慢的物理量.
3、公式： = Fv
4、单位：主单位 W 常用单位 kW mW 马力
换算：1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W
某小轿车功率66kW,它表示：小轿车1s 内做功66000J
5、机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念.功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功.
五、机械能
(一)、动能和势能
1、能量：一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
理①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量.
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量,但它没有做功.也不一定要做功.
2、知识结构：
3、探究决定动能大小的因素：
①　猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
②实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；
?如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少
?如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同；
?如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；
③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；
保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大,质量越大动能也越大.
物体质量m/kg速度v/(m.s-1)动能E/J
牛约600约0.5约75
中学生约50约6约900
练习：☆右表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据,可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度你判断的依据：人的质量约为牛的1/12,而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大
4、机械能：动能和势能统称为机械能.
理①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能.
(二)、动能和势能的转化
1、知识结构：
2、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能；
②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能；
3、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能.
4、动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化.
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失）,则动能势能转化过程中机械能不变.
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒.
(三)、水能和风能的利用
1、 知识结构：
2、水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能.
练习：☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么?大坝为什么要设计成上窄下宽?
答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位,增大水的重力势能,水下落时能转化为更多的动能,通过发电机就能转化为更多的电能.